[发明专利]一种高强耐磨抗侵砖及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于耐火材料领域，涉及一种高强耐磨抗侵砖及其制造方法，具体涉及一种红土镍矿回转窑直接还原工艺高温段用高强耐磨抗侵砖及其制造方法。

背景技术

近年来，我国红土镍矿回转窑直接还原工艺技术迅速发展，其工作原理是：以红土镍铁矿为原料，以廉价煤、泥煤、中煤为还原剂，以回转窑为主要生产设备，通过物料预热处理-还原熔融工艺-分选精炼，三个步骤，就可形成产品，具有工艺简单，能耗小，污染小，成本低，不受规模限制，产品质量好（含镍高，达到10～15个镍）等优点。

生产过程中发现，红土镍矿回转窑直接还原工艺高温段耐火砖发生侵蚀、剥落、断砖，甚至垮塌的严重问题，造成这些问题的主要原因：一、是高温熔渣(1450℃～1500℃)和金属蒸汽对耐火砖的侵蚀和剧烈冲刷；二、是回转窑转动过程中物料对耐火砖的冲击；三、是氧化还原反应，从而产生结构应力，造成耐火砖出现结构性侵蚀剥落。

红土镍矿回转窑直接还原工艺最核心、工况最恶劣的部位发生在高温段，高温段内衬耐火砖需经受最严重的热学、力学、化学破坏作用，故其高温段耐火砖应具备良好的抗侵蚀、高耐磨损、高强度的性能。现有市场上镁铬砖、镁铬锆砖等均无法满足如此要求，且使用寿命只有一到两个月。某客户采用硅莫砖，使用在红土镍矿回转窑直接还原高温段，其使用寿命仅有23天，另客户采用镁铝锆砖，使用在红土镍矿回转窑直接还原高温段，其使用寿命也只达到80天，（砖厚300mm，磨损掉60%，只剩120mm，无法使用）。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好的抗侵蚀、高耐磨损、高强度性能的应用于回转窑直接还原工艺高温段的高强耐磨抗侵砖及其制造工艺。

本发明的解决方案是：

一种高强耐磨抗侵砖，包括下述重量份数的原料：铝矾土50～100份、铬精矿5～20份、金属硅微粉1～10份、高岭土1～10份。

优选的，包括下述重量分数的原料：铝矾土50～80份、铬精矿5～20份、金属硅微粉1～10份、高岭土1～10份。

更优选的，包括下述重量分数的原料：铝矾土60～75份、铬精矿8～15份、金属硅微粉1～5份、高岭土1～6份。

所述的铝矾土含有Al₂O₃≥80%、Fe₂O₃≤1.2%，体积密度2.6～2.8g/cm³，粒径0～5mm；

所述的铬精矿含有Cr₂O₃≥47%，粒径0～0.05mm；

所述的金属硅微粉含有金属硅含量≥96%，粒径0～1 μm； 

所述的高岭土SiO₂≥62%，Al₂O₃≥35%，Fe₂O₃≤1.5%，粒径0～0.05mm。

本发明还提供了一种高强耐磨抗侵砖的制备方法，依次包括如下步骤：

1)、配料：按配方将铝矾土、铬精矿、金属硅微粉、高岭土配比，外加占上述组分总重量2% ～7%的结合剂，搅拌3～15分钟后，困料10～15小时，得到基料；

2)、混练：外加占上述基料重量0.2~0.5％的黄糊精预混2~5分钟，然后加占上述基料重量1~5%的水混练3～5分钟，得到泥料；

3)、成型：上述泥料压制成型，得到湿坯；

4)、干燥：上述湿坯在20℃～110℃下干燥18～24小时得到干坯；

5)、烧成：上述干坯进行烧成，烧成温度和时间如下：50℃～800℃等梯度升温24小时，800℃～900℃等梯度增温8～10小时（使磷酸与基料充份反应），900℃～1480℃等梯度升温12～14小时，1480℃保温8～10小时，1480℃～1200℃等梯度降温12～14小时，1200℃～800℃等梯度降温6～8小时，800℃后自然冷却至常温，得到成品。

步骤1)中所述的结合剂是30%～65%的磷酸。

步骤1)的配料在立式搅拌机里进行搅拌，搅拌优选3～5分钟，困料优选10～12小时。

步骤3)中所述的泥料在400吨至630吨摩擦压砖机下压制成型。

本发明所述的“%”均为质量百分含量。

本发明所述的高强耐磨抗侵砖，其各项理化指标为：

和现有技术相比，本发明的有益效果：